DE1580317B2 - Dem fahrantrieb sich ueberlagernder lenkantrieb eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines gleiskettenfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen dem Fahrantrieb sich überlagernden Lenkantrieb eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Gleiskettenfahrzeuges, bei dem der Fahrantrieb von der Antriebsmaschine über ein Wechselgetriebe und ein Ausgleichsgetriebe zu den beiden Fahrzeugseiten zugeordneten Antriebsrädern geleitet wird, und der Lenkantrieb eine von der Antriebsmaschine angetriebene Pumpe aufweist, durch die hydrostatische Motoren mit Druckmittel beaufschlagbar sind, die jeweils auf eines von auf den gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordneten Antriebsrädern derart wirken, daß eine Beschleunigung des Fahrantriebes auf der einen Seite und eine Verzögerung des Fahrantriebes auf der anderen Seite bewirkt wird.

Aus der US-PS 23 36 911 ist ein Gleiskettenfahrzeug mit einem derartigen Lenkantrieb bekanntgeworden, bei dem die Hauptantriebskräfte durch ein herkömmliches Ausgleichsgetriebe an die Gleisketten weitergeleitet werden. Das Ausgleichsgetriebe und die von ihm ausgehenden Achswellen werden von zwei getrennten hydrostatischen Motoren gesteuert, die neben den Abtriebsenden der Achswellen und an den gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuges angeordnet sind. Die hydrostatischen Motoren werden getrennt betätigt, wenn Kurvenfahrten erfolgen sollen, so daß dabei die Drehzahl der einen Achswelle erhöht, während die Drehzahl der anderen Achswelle erniedrigt wird. Alle Antriebs- und Steuerkräfte greifen an einem einzelnen Ende der Gleiskette an.

Nach der deutschen Patentschrift 8 56 309 wird die Antriebskraft für ein Fahrzeug elektrisch erzeugt, wobei die Antriebskraft von einem einzelnen Elektromotor geliefert wird. Sowohl der Ständer als auch der Läufer des Elektromotors sind unabhängig voneinander innerhalb des Trägergehäuses drehbar angeordnet. Der Ständer bzw. der Läufer sind je mit einer Antriebswelle verbunden, die sich zu den beiden Seiten des Fahrzeuges erstrecken. Zwischengeschaltete Zahnräder kehren die Drehrichtung der zweiten Welle um, so daß beide Wellen dieselbe Laufrichtung besitzen. Dabei wird den Achswellen auf beiden Seiten des Fahrzeuges dasselbe Drehmoment aufgeprägt und deshalb ist, obwohl nur ein Antriebsmotor vorgesehen ist, ein Ausgleichgetriebe in diesem Falle nicht erforderlich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen sich den Fahrantrieb überlagernden Lenkantrieb der eingangs genannten Art zu verbessern, indem der Lenkantrieb einen einfacheren Aufbau aufweist und als kompakte Baueinheit entweder mittelbar oder unmittelbar mit dem Fahrantrieb überlagert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Lenkantrieb durch eine gemeinsame hydrostatische Motoreinheit gebildet wird, die einen Rotor und ein drehbares Motorgehäuse aufweist, und der Rotor und das Motorgehäuse über je eine Lenkachswelle je mit einem Antriebsrad verbunden ist, wobei durch Beaufschlagen der hydrostatischen Motoreinheit der Rotor und das Motorgehäuse der hydrostatischen Motoreinheit gegenläufig antreibbar sind.

Durch die Erfindung wird in einfacher Weise eine Lenkung eines Radfahrzeuges mit nicht schwenkbaren Rädern oder eines Gleiskettenfahrzeuges bewirkt, da der Lenkantrieb eine gemeinsame hydrostatische Motoreinheit aufweist, deren gegenläufige Abtriebsteile mit den Lenkachswellen verbunden sind.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Lenkachswellen mit Gleiskettenrädern verbunden, die an dem Ende des Gleiskettenlaufwerks angeordnet sind, das den vom Fahrantrieb angetriebenen Antriebsrädern entgegengesetzt ist.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Lenkantrieb mit dem Fahrantrieb kombiniert und mit dem Achsgetriebe des Fahrantriebes in einem gemeinsamen Fahr- und Lenkantriebsgehäuse angeordnet, wobei jede Achswelle des Fahrantriebs mit je einem Antriebszahnrad, jede Lenkachswelle mit einem Zwischenzahnrad und jedes Antriebsrad des Fahrzeugs mit einem getriebenen Zahnrad eines Vorgeleges verbunden ist.

In den Zeichnungen sind in der folgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele eines dem Fahrantrieb sich überlagernden Lenkantriebes nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines

mit einem den Fahrantrieb sich überlagernden Lenkantrieb ausgerüsteten Fahrzeuges, wobei der Lenkantriet: vom Fahrantrieb entfernt angeordnet ist, ]

Fig.2 die Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte

Fahrzeug,

F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der F i g. 2 durch den Lenkantrieb, der aus einer gegenläufige Abtriebsteile aufweisenden hydrostatischen Motoreinheit besteht,

F i g. 4 ist die teilweise geschnittene Draufsicht eines Fahrzeuges, das mit einem sich dem Fahrantrieb überlagernden Lenkantrieb ausgerüstet ist, der mit dem Fahrantrieb kombiniert die gleichen Antriebsräder antreibt, und

F i g. 5 ein Querschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 4 durch ein Vorgelege für die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Fahrzeug ist ein Pritschenfahrzeug 11, das ein aus in Längsrichtung verlaufenden Z-förmigen Schienen bestehendes Fahrgestell 12, eine Antriebsmaschine 13 sowie andere Antriebsteile aufweist. Die Antriebsmaschine 13 ist zwischen den Trägern des nach oben offenen Fahrgestelles 12 gelagert, so daß sich diese und ihr Unterschutz 14 im wesentlichen unterhalb des unteren Flansches 16 der beiden Z-förmigen Träger befinden.

Ein Untergestell 22 hat einen im wesentlichen rechteckigen Umriß, der sich von einer vor den lenkbaren Rädern 24 gelegenen Stelle nach hinten und zur Seite erstreckt, so daß es die volle Breite der Gleisketten 26 überdeckt. An dem hinteren Ende des Untergestelles 22 befindet sich ein Zughaken 27. Von dem vorderen Ende des Untergestelles 22 wird ein Lenkantrieb 31 getragen.

Bei NichtVerwendung der Gleisketten 26 wird das Pritschenfahrzeug 11 von hinteren Antriebsrädern 23 und den vorderen lenkbaren Rädern 24 getragen. Die vorderen lenkbaren Räder 24 können bei Radantrieb auf Achsschenkeln 43 geschwenkt werden. Die Ienkba- 35· ren Räder 24 sind mit einer Lenkspindel 32 über ein übliches Lenkgetriebe 33 verbunden. Vom Fahrersitz 34 aus kann das Fahrzeug beim Radantrieb gelenkt werden. Soll das Fahrzeug mit Radantrieb als Geländefahrzeug verwendet werden, dann kann ein Vorderachsantrieb an ein Verteilergetriebe 19 angeschlossen werden, um einen Vierradantrieb zu schaffen.

In den Zeichnungen sind Gleiskettenfahrzeuge dargestellt. Soll das Fahrzeug als mit Radantrieb verwendet werden, dann werden in der Mitte gelegene Kettenlaufräder 36 für die Gleisketten, die über Blattfedern 37 abgestützt sind, entfernt oder werden, wie dargestellt, auf eine in gestrichelten Linien dargestellte zweite Stellung angehoben. In' dieser zweiten Stellung werden die Laufrädergruppen 35 und Lagerrohr 38. an einer Tragschiene 39 aufgehängt, und die Kettenlaufräder 36 werden nach oben unter dem Untergestell 22 gelagert, um das seitliche Schwingen dieser Kettenlaufräder zu verhindern.

Wird der Lenkantrieb 31 bei Verwendung des Fahrzeuges als Räder-Fahrzeug an seine Stelle belassen, dann bildet dieser in den F i g. 2 und 3 gezeigte Lenkantrieb eine Winde oder eine Haspel, die in Tätigkeit gesetzt werden kann, wenn das Fahrzeug stecken bleibt

Zur Verwendung des Fahrzeugs als Gleiskettenfahrzeug werden die vorderen lenkbaren Räder 24 in der Geradeaus-Stellung verriegelt und Gleisketten 26 werden um die hinteren Antriebsräder 23, die lenkbaren Räder 24 und ihre zugehörenden rechten bzw. linken Gleiskettenräder 41 bzw. 42 gelegt. Die Laufrädergruppen 35 werden abgesenkt und nehmen die in Fig. 1 dargestellte Lage ein. Bei Verwendung eines die Gleiskettenräder 41 antreibenden Lenkantriebes 31 wird die Längseinstellung dieses Lenkantriebes auf den Z-förmigen Trägern des Fahrgestells 12 über in den Trägern vorhandene Längsschlitze 44 eingestellt, bis die richtige Spannung der Gleisketten erreicht ist. Dann werden Einstellschrauben 45 festgeschraubt, um den Lenkantrieb 31 in der richtigen Stellung zu halten. Die Laufrädergruppen 35 halten die Kettenlaufräder 36 durch die Wirkung der Blattfedern 37 in ständiger Berührung oder in ständiger Anlage an den Gleisketten, so daß die Gleisketten 26 einwandfrei auf dem Boden aufliegen. Sobald die Gleisketten eingebaut sind, werden die Lenkspindel 32 und das Lenkgetriebe 33 von dem üblichen, den vorderen lenkbaren Rädern 24 zugeordneten Lenkgestängeteilen abgeschaltet. Die Bewegungen des Lenkstockhebels 47 und des Lenkgetriebes 33 werden dann zum Betätigen des Lenkantriebes 31 verwendet.

Bei den dargestellten Ausführungen des Lenkantriebes besteht dieser aus einem hydrostatischen Antrieb. Eine in diesem hydrostatischen Lenkantrieb vorhandene Pumpe 48 ist an einem vorderen Kurbelwellenansatz 49 der Antriebsmaschine 13 angeschlossen. Die Pumpe 48 steht mit einem Verteilventil 51 so in Verbindung, daß geförderte Druckflüssigkeit dem Verteilventil 51 zugeführt und rückströmende Druckflüssigkeit aus dem hydraulischen Kreislauf zur Pumpe 48 oder zu einem nicht dargestellten Vorratsbehälter zurückgeleitet wird. Leitungen 52 und 53 verbinden das Verteilventil 51 mit einer den Lenkantrieb 31 bildenden hydrostatischen Motoreinheit.

Bei der durch die Bewegung des Lenkstockhebels 47 erfolgenden Einwärts- und Auswärtsbewegung einer Ventilstange 54 stellt das Verteilventil 51 Verbindungen der Leitungen 52 und 53 her, um diesen Leitungen wahlweise Druckflüssigkeit zuzuführen und den Lenkantrieb 31 zu betätigen.

Das Arbeiten des Lenkantriebes 31 wird nachstehend an Hand der Fig.3 beschrieben. Eine hydrostatische Motoreinheit 55 mit einem Motorgehäuse 56 und einem Rotor 57 ist innerhalb eines zylindrischen Lenkantriebsgehäuses 5,8 in Lagern 59 gelagert. Das Motorgehäuse 56 kann sich in Bezug auf das Lenkantriebsgehäuse 58 frei drehen. Das Lenkantriebsgehäuse 58 wird durch ein äußeres Rohr 60 und ein inneres Tragrohr 61 gebildet. Das Motorgehäuse 56 ist mittels einer Flanschbüchse 62 mit einer in der Fig.3 rechtsliegenden Lenkachswelle 63 verbunden, so daß die Drehung des Motorgehäuses 56 eine Drehung des in F i g. 3 rechtsliegenden Gleiskettenrades 41 bewirkt. Der Rotor 57 der hydrostatischen Motoreinheit 55 ist mit der in F i g. 3 linksliegenden Lenkachswelle 64 durch einen Ansatz 66 verbunden. Infolge dieser Ausbildung kann sich entweder die linke oder die rechte Lenkachswelle unabhängig vom Lenkantriebsgehäuse 58 frei drehen, und infolgedessen können sich auch die Lenkachswellen unabhängig von dem Fahrgestell 12 frei drehen.

Da das rechte und das linke Gleiskettenrad 41 bzw. 42 in Eingriff mit den Gleisketten 26 sind, haben diese Gleiskettenräder das Bestreben, sich mit der Gleiskette zu drehen. Wenn infolgedessen die Antriebskraft des Fahrzeuges von der Antriebsmaschine 13 über ein Wechselgetriebe 18 und das Verteilergetriebe 19 auf ein hinteres Ausgleichgetriebe 21 übertragen wird,· drehen sich das Motorgehäuse 56 und der Rotor 57 der hydrostatischen Motoreinheit 55 mit Drehzahlen, die durch die linke und die rechte relative Gleiskettengeschwindigkeit bestimmt sind, und zwar durch das hintere

(D ο· cn

Ausgleichgetriebe 21. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges drehen sich der Rotor 57 und das Motorgehäuse 56 in Vorwärtsrichtung mit gleichen Drehzahlen, so daß infolgedessen keine Relativbewegung zwischen dem Motorgehäuse und dem Rotor erfolgt Wird eine Lenkung gewünscht, dann muß zwischen dem Motorgehäuse und dem Rotor der hydrostatischen Motoreinheit 55 des Lenkantriebes eine Abweichung in den Drehzahlen geschaffen werden.

Die Tatsache, daß eine verhältnismäßige niedrige Drehzahlabweichung erforderlich ist, um Kurven kleiner Radien in langsamer Fahrt und Kurven großer Radien in schneller Fahrt auszuführen, ermöglicht die Verwendung einer hydrostatischen Motoreinheit, die zum Einstellen der Lenkung einen begrenzten Drehzahlbereich hat Bei begrenzten Drehzahlerfordernissen kann eine hydrostatische Motoreinheit mit guten Drehmomenteigenschaften verwendet werden. Für diesen Zweck sind hydrostatische Motoreinheiten mit inneren Umlaufgetrieben besonders gut geeignet. Im dargestellten Lenkantrieb hat eine derartige Motoreinheit ein zylindrisches Motorgehäuse, so daß Lager 59 verwendet werden können. Die Druckmittelöffnungen können zu ihrer Längsverschiebung bewegt werden. In der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig.3 durchsetzt eine erste Druckmittelöffnung Pi die äußere Zylinderfläche des Motorgehäuses 56, und eine zweite Druckmittelöffnung P2 durchsetzt die auf der Seite der Rotorwelle liegende, ebene Endfläche 67 des Motorgehäuses 56. Zum Abdichten der Leitungen 52 und 53 längs der auf dem Motorgehäuse 56 vorhandenen Durchlässe werden Dichtringe 68 verwendet. Damit erfolgt die Verbindung zwischen den Leitungen 52 und 53 über die hydrostatische Motoreinheit 55.

Bei Zuführung von Druckmittel über die Leitung 53 wird eine die Flanschbüchse 62 umgebende Kammer 60 mit Druckmittel gefüllt. In gleicher Weise wird durch einen über die Leitung 52 fließenden Druckmittelstrom eine Kammer 71 mit Druckmittel beaufschlagt. Zur Verhütung eines Druckverlustes durch Druckmittelausfluß aus diesen Kammern sind die Innenenden der \ Lenkachswellen 63 und 64 mit öldichtungen 72 und 73 ; versehen.

I Bei Zuführung von Druckmittel zur Leitung 52 , durchfließt dieses die zweite Druckmittelöffnung P2, so ;daß sich der Rotor 57 in Vorwärtsrichtung dreht. Die ,gleiche Kraft, die von dem Druckmittelstrom herrührt, 'der den Rotor 57, die Lenkachswelle 64 und das !zugehörende in F i g. 3 linke Gleiskettenrad 42 beschleuinigt, wirkt in entgegengesetzter Drehrichtung auf das !Motorgehäuse 56. Diese Gegenkraft wird mittels der JFlanschbüchse 62 und der Lenkachswelle 63 auf das rechtsliegende Gleiskettenrad 41 übertragen, wodurch 'das Bestreben besteht, dieses Gleiskettenrad sowie die rechte Gleiskette zu verlangsamen. Durch den sich überlagernden, gegenläufigen Antrieb der Gleiskettenräder durch den Lenkantrieb 31 wird ein ungleicher Antrieb über das hintere Ausgleichsgetriebe 21 des Fahrantriebs bewirkt. Das linke hintere Antriebsrad 23 wird daher beschleunigt, da die Drehmomentbelastung auf dieses Antriebsrad verringert wird. Das rechte hintere Antriebsrad wird verlangsamt Das natürliche Bestreben eines Ausgleichsgetriebes, ein unbelastetes Rad schnell zu drehen, wird auf diese Weise mit Vorteil, beim Lenkantrieb verwendet.

In der Ausführungsform nach der F i g. 1 und 2 ist der Lenkantrieb an dem vorderen Ende des Fahrzeuges eingeleitet. Dies hat den Vorteil, daß das Lenkdrehmoment über das obere Trum 76 der Gleiskette übertragen wird. Wird der Fahrantrieb des Fahrzeuges im hinteren Teil des selben eingeleitet, dann ist das auf dem Boden aufliegende untere Trum 74 der Gleiskette bei der Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges gespannt, so daß das Bestreben, die Gleiskette abzuwerfen, verringert wird. Beim Wenden oder Fahren von Kurven wird das untere Trum 74 der auf der Innenseite der Kurve vorgesehenen Gleiskette durch die vom Lenkantrieb 31 eingeleitete Verzögerungskraft stets gespannt gehalten, so daß eine Hauptursache für den Gleiskettenabwurf ausgeschaltet wird.

Die F i g. 4 und 5 zeigen ein Fahrzeug 111, bei dem der Lenkantrieb unmittelbar dem Fahrantrieb sich überlagernd angeordnet ist bei dem also der Lenkantrieb nicht an einem entgegengesetzten Ende der Gleiskette im Abstand vom Fahrantrieb angeordnet ist. Ein zusätzlicher Unterschied besteht im Einbau von Vorgelegen 104 zwischen den Achswellen des Fahrantriebes und dem Antriebsrad. "

Bei dieser Ausführungsform sind der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet Diese Ausführungsform hat einen kombinierten Fahr- und Lenkantrieb 121, bei dem im Fahrantrieb ein Ausgleichsgetriebe vorgesehen ist und der Lenkantrieb eine hydrostatische Motoreinheit aufweist wobei der Fahrantrieb und der Lenkantrieb über die Vorgelege 104 gekoppelt sind Dazu ist der Fahrantrieb an je ein Antriebszahnrad 115 der Lenkantrieb an je ein Zwischenrahnrad 116 angeschlossen und die Antriebsräder 23 mit je einem getriebenen Zahnrad 117 des Vorgeleges verbunden. Es wird beim Lenkantrieb eine hydrostatische Motoreinheit verwendet, die der in Fig.3 dargestellten ähnlich ist. Die hydrostatische Motoreinheit' ist mit 125 bezeichnet. Das Druckmittel wird von einer Pumpe 118 erzeugt. Das Ausgleichsgetriebe des Fahrantriebes ist von üblicher Ausführung und hat eine rechte und eine linke Achswelle, die mit den Antriebszahnrädern 115 verbunden sind. Die hydrostatische Motoreinheit 125 des Lenkantriebes kann innerhalb des Achsgehäuses des Fahrantriebes angeordnet sein. Wie bei der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist das Motorgehäuse mit der rechten Lenkachswelle 163 verbunden, und der Rotor des hydrostatischen Motoreinheit 125 ist mit der linken Lenkachswelle 164 verbunden. Diese Lenkachswellen wiederum sind mit den Zwischenzahnrädern 116 in dem linken bzw. dem rechten Vorgelege 104 verbunden. Die Arbeitsweise dieses Lenkantriebes entspricht der beschriebenen Arbeitsweise des Lenkantriebes 31 der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform. Beim Zuführer von Druckmittel in der einen Förderrichtung wird die Drehzahl der einen Lenkachswelle, z. B. der linken Lenkachswelle 164, auf Grund des Lenkmomentes dei{ hydrostatischen Motoreinheit 125 erhöht Die an" Motorgehäuse befestigte rechte Lenkachswelle 16: wird durch das Gegenmoment dieser hydrostatischer Motoreinheit verlangsamt Entsprechend wird auch die Drehung des Antriebszahnrades und des getriebenen Zahnrades in den zugehörenden Vorgelegen geändert Das. linke hintere Antriebsrad wird also beschleunig und das rechte hintere Antriebsrad wird verlangsamt.

Die Ausführungsform des Lenkantriebes nach dei

F i g. 1 und 2 eignet sich besonders für die Verwendun)

bei einem Gleiskettenfahrzeug, während die Ausfüh

rungsform nach den F i g. 4 und 5 auch bei Radfahrzeu gen angewendet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dem Fahrantrieb sich überlagernder Lenkantrieb eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Gleiskettenfahrzeuges, bei dem der Fahrantrieb von der Antriebsmaschine über ein Wechselgetriebe und ein Ausgleichgetriebe zu den beiden Fahrzeugseiten zugeordneten Antriebsrädern geleitet wird, und der Lenkantrieb eine von der Antriebsmaschine angetriebene Pumpe aufweist, durch die hydrostatische Motoren mit Druckmittel beaufschlagbar sind, die jeweils auf eines von auf den gegenüberliegenden Fahrzeugseiten angeordneten Antriebsrädern derart wirken, daß eine Beschleunigung des Fahrantriebes auf der einen Seite und eine Verzögerung des Fahrantriebes auf der anderen Seite bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkantrieb (31) durch eine gemeinsame hydrostatische Motoreinheit (55 bzw. 125) gebildet wird, die einen Rotor (57) und ein drehbares Motorgehäuse (56) aufweist, und der Rotor (57) und das Motorgehäuse (56) über je eine Lenkachswelle (64 und 63 bzw. 164 und 163) je mit einem Antriebsrad verbunden ist, wobei durch Beaufschlagen der hydrostatischen Motoreinheit (55 bzw. 125) der Rotor (57) und das Motorgehäuse (56) der hydrostatischen Motoreinheit (55 bzw. 125) gegenläufig antreibbar sind.

2. Lenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkachswellen (63 und 64) mit Gleiskettenrädern (41 und 42) verbunden sind, die an dem Ende des Gleiskettenlaufwerks angeordnet sind, das den vom Fahrantrieb angetriebenen Antriebsrädern (24) entgegengesetzt ist.

3. Lenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkantrieb (31) mit dem Fahrantrieb kombiniert ist und mit dem Achsgetriebe des Fahrantriebes in einem gemeinsamen Fahr- und Lenkantriebsgehäuse angeordnet ist, wobei jede Achswelle des Fahrantriebs mit je einem Antriebszahnrad (115), jede Lenkachswelle (163 bzw. 164) mit einem Zwischenzahnrad (116) und jedes Antriebsrad (24) des Fahrzeugs mit einem getriebenen Zahnrad (117) eines Vorgeleges (104) verbunden ist.